超薄膜中的电输运:从福克斯-松德海默到量子限域
超薄膜是现代纳米电子学的基本组件,当厚度减薄到几纳米尺度时,其电阻率会急剧增加。几十年来,这一行为一直用经典尺寸效应来解释,主要涉及Fuchs–Sondheimer理论中的表面散射以及Mayadas–Shatkes模型中的晶界散射。尽管这些方法在薄膜厚度与电子平均自由程相当的情况下能成功描述输运过程,但越来越多的实验证据表明,在极端限域条件下它们已不再适用。本综述讨论了从经典散射到量子限域区的转变,在该区域中,可用于输运的电子态因有限尺寸而发生根本性重构。该工作回顾了近期提出的倒空间限域理论,该理论预测纳米尺度下电阻率会随厚度减小而呈指数增长,并探讨了如何将其与经典表面散射模型结合,为超薄金属和半导体薄膜提供统一描述。最后,研究人员总结了支持这一图景的最新实验证据,并讨论了其对未来纳米电子器件、纳米级互连以及极端空间限域下量子输运的影响。

